胚胎干细胞向胰岛素分泌细胞定向分化的研究进展

I型糖尿病是胰岛β细胞破环的自身免疫性疾病.I型糖尿病胰岛移植是治疗I型糖尿病的有效方法.胚胎干细胞能够分化为包括胰岛素分泌细胞在内的多种细胞类型.胚胎干细胞是治疗I型糖尿病的潜在来源.综述了近年来胚胎干细胞分化为胰岛素分泌细胞的研究进展,主要阐述了胰腺发育的转录因子和不同的分化方法.     

我国干细胞治疗糖尿病的基础与临床研究

胰岛β细胞功能衰竭和胰岛素抵抗是导致糖尿病发生发展的主要机制,目前的抗糖尿病药物没有针对糖尿病发病的关键环节,只能解除或缓解症状,延缓疾病进展,不能从根本上治愈该疾病.干细胞通过促进胰岛β细胞原位再生,提高胰岛β细胞自噬能力、调节胰岛巨噬细胞功能修复受损的胰岛β细胞以改善胰岛β细胞功能;通过多种途径活化骨骼肌、脂肪和肝脏IRS(1)-AKT-GLUT4信号通路改善外周组织胰岛素抵抗,为糖尿病的精准治疗提供了新的方向.我国研究者针对不同来源的干细胞使用不同输注方式治疗1型糖尿病和2型糖尿病开展了系列研究,取得了良好的临床疗效,且未发生严重不良反应,为干细胞治疗糖尿病的临床应用奠定了基础.     

诱导干细胞向胰岛β样细胞分化的研究进展

β细胞替代治疗可能是目前唯一可以治愈1型糖尿病的方法,但可供移植的胰岛来源严重匮缺,阻碍了此疗法的临床应用。为此,调控干细胞分化为成熟的有功能的胰岛细胞成为近年来的研究热点。本文着重探讨了胰岛细胞发生发育的基因调控及几种生物活性分子体外诱导干细胞向胰岛β细胞分化的作用及其机理。     

干细胞诱导分化为胰岛素分泌细胞的研究现状

胰腺或胰岛细胞移植是目前治疗Ⅰ型糖尿病和部分Ⅱ型糖尿病效果最理想的方法,但因来源组织短缺及需要终生服用免疫抑制剂等问题限制了它的广泛应用.利用胰腺或胰腺外的多能干细胞产生胰岛样细胞有望克服上述问题而用于治疗糖尿病.本文就将干细胞诱导分化为胰岛样细胞中所用的重要的转录因子和可溶性诱导因子及其作用以及胰岛素分泌细胞的来源做一综述.     

人诱导多能干细胞来源功能性胰岛β细胞的体外定向分化方法的建立

1型糖尿病是由胰岛β细胞功能受损、胰岛素分泌不足所致,目前,主要通过外源性胰岛素补充来治疗,但外源性胰岛素无法精准调控血糖,严重低血糖可危及生命。胰岛移植是一种替代疗法,但面临器官供体不足和异种来源胰岛β细胞存在人畜共患病交叉感染风险的问题。因此,获得足量且安全的胰岛β细胞是1型糖尿病细胞治疗面临的难题。本研究旨在通过人诱导多能干细胞(human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)在体外向胰岛β细胞分化,提供一种潜在的1型糖尿病治疗新策略。为实现这一目标,我们采用了结合2D和3D培养系统的分化策略,模拟胰岛β细胞的体内发育环境,并使用多种生长因子调节在胰腺发育和β细胞分化中发挥重要作用的关键信号包括Notch信号通路(Notch signaling pathway)、Wnt信号通路(Wnt signaling pathway)、TGF-β/Smad信号通路(TGF-β/Smad signaling pathway)等,在体外将hiPSC定向诱导分化至胰岛β细胞。结果显示,在2D、3D结合的培养条件下,分化过程中定型内胚层细胞,胰腺祖细胞,胰腺...     

胰岛移植的应用及新方法

1型糖尿病是由自体免疫系统破坏胰腺胰岛β细胞引起的,可导致胰岛素严重缺乏。当β细胞被大量破坏时,胰岛素分泌不足引起血糖升高甚至出现酮症酸中毒症状。近年来,胰岛细胞移植发展成为一种有效的治疗1型糖尿病的方法。该文对胰岛移植治疗1型糖尿病的发展史、胰岛移植方法以及面临的问题进行讨论,并详细阐述了提高胰岛移植效率新方法的最新研究进展。这些方法包括扩大供体来源、胰岛细胞和间充质干细胞共移植、应用纳米技术包装胰岛、在胰岛细胞中诱导保护性基因表达等方面。这些新方法可以显著提高胰岛细胞移植效率,不仅可以应用在异体胰岛移植中,也可用在同体胰岛移植过程中。     

利用成体干细胞治疗糖尿病

糖尿病是一类严重的代谢疾病, 正危害着世界上越来越多人口的健康。胰岛移植是一种治疗糖尿病的有效方法,却因供体缺乏和移植后免疫排斥问题制约了其广泛应用。干细胞为具有强增殖能力和多向分化潜能的细胞, 是利用细胞替代疗法治疗重大疾病的细胞来源之一, 其中成体干细胞因不存在致瘤性及伦理道德问题而被人们寄予厚望。成体胰腺干细胞在活体损伤及离体培养条件下均能产生胰岛素分泌细胞, 肝干细胞、骨髓干细胞和肠干细胞等在特定离体培养条件下或经过遗传改造后也均可产生胰岛素分泌细胞, 将这些干细胞来源的胰岛素分泌细胞移植到模型糖尿病小鼠中可以治疗糖尿病。因而, 成体干细胞可以为细胞替代疗法治疗糖尿病提供丰富的胰岛供体来源。     

间充质干细胞治疗糖尿病的研究进展

糖尿病是目前困扰人类健康的第三大杀手。胰岛移植作为糖尿病的一种有效方法早已得到公认,但是胰岛供体的缺乏和移植排斥反应的存在限制了胰岛移植的临床应用[1]。胰岛素替代疗法是目前治疗糖尿病最有效的方法。然而这种方法也有许多缺陷。间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)具有多向分化潜能的均质性细胞,具有供源丰富、易于获得、有自由供体、避免免疫排斥等优点,因而是较为理想的胰岛B细胞来源[2]。近年来,众多实验研究表明了通过诱导MSC分化为胰岛B细胞治疗糖尿病的可能性。     

1型糖尿病的干细胞治疗研究进展

1型糖尿病是由于产生胰岛素的β细胞特征性的被破坏造成的自身免疫疾病.理想的治疗方法就是通过外源的或内源的移植使胰腺细胞再生.干细胞包括胚胎干细胞和成体干细胞,它们都有各自的特点.最近的数据显示这些干细胞能够在体外特定的培养条件下分化成为胰岛素产生细胞.虽然在很多的案例中,来源于干细胞的胰岛素产生细胞在实验中可以逆转糖尿病模型动物的高血糖,但是,要想达到明确的应用于临床,仍然存在几个问题：主要有与胰岛β细胞相似细胞系的获得、移植后的免疫相容性问题和肿瘤的形成.本文综述了从胚胎干细胞和成体干细胞获得胰岛素产生细胞的不同方法、分化后的细胞移植治疗情况以及干细胞治疗1型糖尿病存在的主要问题和可能解决的办法.     

干细胞在 1 型糖尿病治疗中的应用研究进展

1型糖尿病（T1D）是一种慢性、多因素自身免疫性疾病,在发病过程中,会不断破坏胰岛β细胞,最终导致胰岛素分泌不足, 严重威胁人类健康。目前,根治T1D的主要方法是胰岛移植,即将移植的胰岛替代体内已被疾病破坏的胰岛细胞,以恢复正常血糖。但 是,胰岛移植供体的缺乏和移植免疫排斥反应,给胰岛移植的临床应用带来巨大挑战。近年来,干细胞治疗为T1D提供了一种新疗法, 成为T1D治疗领域新的研究热点,为该病的治疗提供了新思路。综述不同来源干细胞——胚胎干细胞、诱导多能干细胞和成体干细胞用 于治疗T1D的研究进展。     

1型糖尿病治疗方法的回顾与展望

1型糖尿病是由包括病毒感染、药物接触及自身免疫在内的各种原因导致的胰岛β细胞凋亡所引起的,主要表现为由血清中胰岛素的绝对缺乏引起的高血糖。在过去数十年中,外源补充胰岛素一直是1型糖尿病的最主要治疗方法。随着人们对1型糖尿病机制的深入了解及生命科学相关技术的发展,科研工作者及临床医生开始探索治疗1型糖尿病的新方法,其中包括将分泌胰岛素的外源胰岛或干细胞移植入体内。或将胰岛素基因直接导入体内,合成并分泌体内缺乏的胰岛素等。本文对胰岛移植、干细胞和基因疗法用于治疗1型糖尿病的主要方式做一简要回顾与综述,并重点讨论近年来的研究进展及其临床应用的可行性。     

胰岛类器官研究进展

糖尿病被列为对人类健康威胁最大的三类疾病之一,是全球重点关注的公共卫生问题.目前的药物治疗无法从根源上恢复血糖的自主调节.异体胰岛移植能够有效控制糖尿病患者的血糖,但由于尸体胰岛的来源有限,如何在体外获得大量胰岛素分泌细胞是糖尿病移植治疗的关键.近年来,类器官(organoid)培养技术日益发展,给再生医学研究和疾病治疗带来了新思路.胰岛类器官不仅为探究胰岛发育、糖尿病发病机制和治疗策略提供了体外模型,也为糖尿病的细胞治疗提供了新的细胞来源.本文综述了胚胎干细胞、诱导性多能干细胞、转分化细胞和成体干细胞等不同来源的胰岛类器官的研究进展,并探讨如何优化胰岛类器官的培养条件以助力糖尿病的研究与治疗.     

间充质干细胞诱导分化为胰岛分泌细胞治疗1型糖尿病

糖尿病是严重危害人类健康的一类疾病,注射胰岛素和胰岛移植虽能用于治疗糖尿病,但都存在一定的局限性。大量研究表明,间充质干细胞（mesenchymal stem cell,MSC）可以在化学以及生物因子的作用下,或通过基因转染的方式在体外被诱导分化为胰岛素分泌细胞,且移植后对糖尿病鼠模型有一定降血糖效果,因而成为糖尿病治疗领域的研究热点。文章综述了不同来源的MSC诱导分化为胰岛分泌细胞（insulin—producing cells,IPC）的方法及诱导分化后用于治疗1型糖尿病的研究进展。     

转录因子对干细胞高效定向分化为β细胞的作用

移植干细胞分化的胰岛β细胞能逆转糖尿病鼠的高血糖症,为细胞疗法临床应用于糖尿病治疗提供依据。但如何诱导干细胞高效、定向分化为具有分泌功能的胰岛β细胞,仍是当今世界难题。就影响干细胞分化为胰岛β细胞的关键转录因子PDX-1、Ngn3、NeuroD1、MafA的作用及机制进行综述,为干细胞高效定向分化提供新的思路。     

糖尿病的细胞治疗

胰岛素产生细胞的缺陷或缺乏导致的Ⅰ型糖尿病是影响人类健康的重大疾病之一。最近细胞移植和组织工程的研究进展,使得糖尿病的细胞替代治疗成为可能,即通过胰岛素产生细胞的移植治疗Ⅰ型糖尿病和某些Ⅱ型糖尿病。但是由于供体细胞缺乏的限制,使得糖尿病的细胞治疗难以广泛开展。胰腺干细胞将成为胰岛素产生细胞的潜在来源。就Ⅰ型糖尿病的发病机制和治疗中存在的问题、胰腺干细胞的分离和分化、胰岛移植治疗糖尿病的局限性和干细胞治疗的必要性、糖尿病细胞治疗的探讨作如下介绍。     

Cell | 首次鉴定出胰岛成体干细胞

糖尿病主要是胰岛β细胞功能失常导致的胰岛素分泌不足引起的，由于缺乏足够的供体胰岛进行移植治疗，许多患者需要终生使用胰岛素维持健康。若可体外培养获取移植用胰岛β细胞，将给糖尿病患者带来巨大福音。中国科学院分子细胞科学卓越创新中心曾艺课题组通过对成年小鼠胰岛进行单细胞转录组测序，成功找到了胰岛中特异表达Procr的成体干细胞，这类Procr+细胞可以在体外培养获得有功能的胰岛类器官(2020年3月19日在线发表，doi:10.1016/j.cell.2020.02.048)。研究人员通过谱系示踪发现这类Procr+细胞可以在正常生理条件下分化出胰岛中所有的细胞类型，包括Alpha、Beta、Delta和PP 细胞。同时，他们通过3D培养体系成功建立了在体外能够迅速地响应糖刺激、分泌胰岛素的有功能的胰岛类器官。并且，这些胰岛类器官移植到糖尿病小鼠体内能够挽救小鼠的糖尿病表型。体内外实验均展示了Procr+细胞的干细胞性质，为未来糖尿病的治疗提供了理论依据和技术支持。     

胰高血糖素样肽-1在构建胰岛样细胞中的应用

糖尿病治疗的主要方向之一是胰岛细胞的替代疗法,但供体来源不足成为阻碍其临床应用的难题。胰高血糖素样肽-1是体内的一种促胰岛素激素,对胰岛β细胞的增殖、分化均起重要作用。目前,利用胰高血糖素样肽-1构建多种细胞成胰岛样细胞,以作为移植胰岛细胞替代物成为研究的热点。     

基于脂肪干细胞的再生医学用于治疗糖尿病的研究

糖尿病是一种破坏性疾病,能引起众多并发症,导致非常高的发病率和死亡率。目前可用的治疗手段,包括注射胰岛素,以及通过胰腺或胰岛移植实现的β细胞替代,但可用的移植器官是有限的。通过使干细胞选择性分化成能识别葡萄糖并分泌胰岛素的细胞,可用于替代β细胞治疗方案。尽管胚胎干细胞具有多分化潜能,但也面临道德和政治问题,以及潜在的畸胎瘤形成等挑战。从脂肪组织获得的多潜能间充质干细胞,是一个相对简单的、非侵入性的,而且价格便宜的方法。类似于其他成人间充质干细胞,脂肪来源的干细胞(ADSC)能够分化成产生胰岛素的细胞。它们在联合胰岛移植时还能够促进血管生成。此外,ADSC的抗炎和免疫调节作用,可在移植和随后的早期阶段保护捐赠者的胰岛。虽然ADSC疗法仍处于起步阶段,但其潜在益处是深远的。     

基因工程胰岛素分泌细胞的研究

在体外构建胰岛素分泌细胞系作为糖尿病患者的胰岛细胞的代用品是国外进行糖尿病基因治疗的主要内容。１．β细胞系工程β细胞是人胰腺郎格罕氏细胞,早已被用来治疗糖尿病［１］,但是用胰腺移植治疗糖尿病有免疫排斥、供体有限以及必须纯化胰腺等困难。β细胞工程则可避...     

胰岛β细胞"质"、"量"的辩证关系——"质"的三要素

高血糖是糖尿病典型的病理特征,血糖的波动是决定糖尿病患者是否出现并发症的重要因素,而由胰岛β细胞合成分泌的胰岛素,是体内唯一可以降低血糖的多肽类激素.胰岛β细胞"质"与"量"决定着体内胰岛素分泌情况和血糖的调控.围绕"促进β细胞损伤修复,提升胰岛β细胞质量是治疗糖尿病的核心"之理念,提出构成胰岛β细胞"质"的三要素:细胞结构、"真""假"胰岛素和胰岛素调节型分泌.旨在为β细胞质量评价和糖尿病机制研究提供一定的理论参考.